Видеокарта потребляет больше чем нужно

Обновлено: 07.07.2024

Тесты провело издание Tom’s Hardware. Для измерения энергопотребления специалисты использовали софт Powenetics и различное оборудование TinkerForge.

Для тестового стенда взяли процессор Intel Core i9-9900K, кулер NZXT Z73, 32 ГБ оперативной памяти. Всего было протестировано более трёх десятков видеокарт.

Вот так выглядит рейтинг GPU, в котором отражена относительная эффективность с точки зрения производительности на ватт (чем меньше процент, тем более «прожорлива» карта):

Уровень прожорливости видеокарты (производительность на ватт)
Модель видеокарты	Относительный уровень эффективности (экономичности)
GTX 1660 Ti	100%
RX 5700	96.8%
GTX 1660 Super	96.7%
GTX 1650 GDDR6	96.3%
RX 5600 XT	93.8%
RTX 2060 Super (Founders Edition)	93.8%
RTX 2080 (Founders Edition)	92.1%
GTX 1650 Super	91.7%
RTX 2060 (Founders Edition)	90.1%
GTX 1050 Ti	89.5%
RTX 2070 Super (Founders Edition)	88.7%
GTX 1660	88.2%
RTX 2070 (Founders Edition)	88.1%
RTX 2080 Ti (Founders Edition)	88%
GTX 1070 (Founders Edition)	85.9%
GTX 1650	85.7%
RTX 2080 Super (Founders Edition)	84.9%
RX 5700 XT	83.7%
GTX 1080 (Founders Edition)	82.9%
GTX 1060 6GB (Founders Edition)	76.9%
GTX 1070 Ti (Founders Edition)	76.8%
RX 5500 XT 8 ГБ	76.6%
GTX 1050	75.5%
GTX 1080 Ti FE	74.5%
GTX 1060 3GB	74.3%
RX 5500 XT 4 ГБ	69.2%
Radeon VII	68.5%
RX Vega 56	65.2%
RX 560 4 ГБ	64.1%
RX Vega 64	49.2%
RX 590	47.4%
RX 570 4 ГБ	45.3%

Для создания таблицы были объединены данные о производительности протестированных видеокарт и данные об энергопотреблении. Затем всё это было переведено в значения энергоэффективности.

Эксперты отметили, что многие видеокарты, которые считаются хорошими моделями, могут иметь недостатки в виде высокого энергопотребления. Например, Radeon RX 570 4 ГБ потребляет почти в два раза больше энергии. чем более новые модели со схожей производительностью (в частности, GTX 1650).

С целью выяснить, какая видеокарта является самой эффективной по энергопотреблению, американский источник провёл сводное тестирование 40-ка графических процессоров двух производителей: AMD и nVidia. Среди относительно старых карт, которыми уже никого не удивишь, есть и новинки рынка GPU: RX 6900 XT, RTX 3090, RTX 3080, RX 6800 XT и много других. Их стоимость так или иначе не позволила устройством разойтись в массы, а из-за дефицита они практически недоступны нигде, кроме площадок вторичной продажи.

По графику видно, что начиная с графических процессоров последнего поколения, их общее энергопотребление приблизительно похожее. Больше всего энергии потребляют 3080 и 3090. За ними следуют три не менее новых карты: RTX 3070, RX 3060 Ti и RX 6700 XT. RTX 3060 снижает планку энергопотребления примерно на 35 Вт. AMD показывает лучшие результаты по сравнению с Nvidia, если сравнивать RX 6800 XT и RX 6900 XT с RTX 3080 и RTX 3090. Но тут стоит учитывать превосходство видеокарт Nvidia в мощности, поэтому в основном они равны.

Вернувшись на одно поколение назад, можно увидеть, что Nvidia Turing в целом опережает AMD, несмотря на использование 12-нм техпроцесса по сравнению с 7-нм. Это особенно верно, если сравнивать результаты GTX 1660 Super и более слабых по сравнению с такими картами, как RX 5500 XT.

В следующем графике невооружённым взглядом заметны менее оптимизированные карты AMD по сравнению с их аналогами Nvidia. Чего стоит одна только RX Vega 64, которая потребляет почти 300 Вт. Вероятно, отсюда и шутки про то, что если жарким днём вылить на видеокарту AMD сырое яйцо, оно мигом превратится в аппетитный завтрак. Отсюда следует, что если вы все еще используете карту AMD устаревшего поколения, это одна из веских причин для обновления.

При оценке результатов тестирования также стоит добавить, что в нём не обсуждалась тактовая частота графических процессоров или скорость вращения их вентиляторов, т.к. все эти параметры взаимосвязаны. Один напрямую зависит от другого. Например, увеличенная скорость кулера снизит температуру нагрева и обеспечит более высокую производительность. В завершение тестировщики привели таблицу, в которой оценивают эффективность той или иной видеокарты по шкале от 28 до 100%. Смотрите её ниже. Спойлер: 1-ое место получила AMD RX 6800.
Источник.

При выборе видеокарты необходимо обращать внимание на количество потребляемой электроэнергии. Ниже представлена таблица потребления энергии карт TITAN и GeForce. Данные взяты из официальных источников NVIDIA. Потребление электричества указано в пиковом значении и при максимальной нагрузке.

Модель видеокарты

Энергопотребление, Вт

Мощность блока питания, Вт

GeForce RTX 3090

GeForce RTX 3080

GeForce RTX 3070

GeForce RTX 3060 Ti

NVIDIA TITAN RTX

GeForce RTX 2080 Ti

GeForce RTX 2080 Super

GeForce RTX 2080

GeForce RTX 2070 Super

GeForce RTX 2070

GeForce RTX 2060 Super

GeForce RTX 2060

GeForce GTX 1660 Ti

GeForce GTX 1660 Super

GeForce GTX 1660

GeForce GTX 1650 Super

GeForce GTX 1650

NVIDIA TITAN Xp

GeForce GTX 1080 Ti

GeForce GTX 1080

GeForce GTX 1070 Ti

GeForce GTX 1070

GeForce GTX 1060

GeForce GTX 1050 Ti

GeForce GTX 1050

GeForce GT 1030

NVIDIA TITAN X (Pascal)

GeForce GTX TITAN X

GeForce GTX TITAN Black

GeForce GTX TITAN

GeForce GTX 980 Ti

GeForce GTX 980

GeForce GTX 970

GeForce GTX 960

GeForce GTX 950

GeForce GTX 780 Ti

GeForce GTX 780

GeForce GTX 770

GeForce GTX 760

GeForce GTX 750 Ti

GeForce GTX 750

GeForce GTX 690

GeForce GTX 680

GeForce GTX 670

GeForce GTX 660 Ti

GeForce GTX 660

GeForce GTX 650 Ti Boost

GeForce GTX 650 Ti

GeForce GTX 650

GeForce GTX 645

GeForce GT 640 (GDDR5)

GeForce GT 640 (DDR3)

GeForce GTX 590

GeForce GTX 580

GeForce GTX 570

GeForce GTX 560 Ti

GeForce GTX 560

GeForce GTX 550 Ti

GeForce GTX 480

GeForce GTX 470

GeForce GTX 465

GeForce GTX 460

GeForce GTS 450

Как правило, информация о технических характеристиках карт сопровождается следующими понятиями:

Для питания процессора и памяти видеокарты используются понижающие преобразователи входного постоянного напряжения +12 вольт. Карты также потребляют ток по линии +3,3 вольта через райзер. Разработчики AMD и NVIDIA применяют разные подходы при разработке продукции. Это можно отследить по разнице цепи VRM.

Разница в подходах к измерению потребляемой мощности видеокарт AMD и NVIDIA

Информация от производителей о потреблении электроэнергии видеокарт, как правило, сопровождается сокращениями TDR, либо TBP/TGP, в Вт. Значения видеокарт NVIDIA внесены в BIOS. Они определяют лимит потребляемой по умолчанию мощности и максимально потребляемую мощность. Если значения равны, разогнать карты будет достаточно сложно. В картах NVIDIA специальный чип производит замер напряжения на входе и выходе специального шунта с разным сопротивлением. Измерение падения напряжения на шунте позволяет узнать потребляемый картой Nvidia ток по линии 12 вольт. Поскольку основное потребление зеленых видеокарт осуществляется именно по этой линии, точность информации относительно общего потребления электричества получается точной.

Значение максимальной потребляемой мощности картами NVIDIA практически никогда не превышает указанных в BIOS значений. Это достигается за счет контроля потребления по линии 12 вольт и оперативному изменению режима работы ШИМ-контроллера VRM.

К общему потреблению энергии видеокарты NVIDIA относится не только мощность, которая потребляется процессором и видеопамятью, но и RGB-подсветка, вентиляторы системы охлаждения. Разгонный потенциал карт значительно увеличится, если отключить подсветку и установить более эффективные вентиляторы той же мощности.

Контроллер видеокарт AMD обеспечивает потребление через питание видеопроцессора. Потребление других компонентов при расчете TBP/TGP у видеокарт AMD обычно не учитывается. По этой причине видеокарты AMD обычно потребляют больше энергии при одинаковых значениях.

Потери постоянного напряжения

Эффективность работы цепей видеокарт значительно ниже, чем у импульсных блоков питания. Это связано с ограничениями, связанными с размером деталей на платах, а также с потерями, связанными с согласованием работы множества фаз. Среди основных компонентов, которые снижают КПД – фильтрация и сглаживание напряжения. При выборе видеокарт рекомендуем обращать внимание на количество фаз питания видеопроцессора. Чем больше их количество, тем меньше пульсаций выходного напряжения.

Для повышения качества выходного напряжения можно поставить параллельные сглаживающие конденсаторы на каждую фазу. Увеличение емкости сглаживающего конденсатора в два раза уменьшает амплитуду пульсаций на выходе преобразователя почти в вдвое. Это благотворно сказывается на стабильности работы GPU и его разгонном потенциале.

Миниатюризация компонентов ухудшает условия их охлаждения. Это негативно влияет на общую эффективность работы цепей питания. Производители NVIDIA отказались от использования виртуальных фаз питания в устройствах.

Для улучшения балансировки работы фаз питания карт NVIDIA используются смарт-контроллеры DCR (Direct Current Resistance). В режиме реального времени они корректируют работы фаз в зависимости от температуры и проходящего тока.

Балансировка работы фаз карт Nvidia достигается за счет постоянного отслеживания и регулировки тока затвора полевых транзисторов каждой фазы. Измерения производятся не с помощью отслеживания тока на шунте или на выходе сглаживающего фильтра, а с помощью цепей DCR.

У большинства видеокарт AMD дешевого и среднего ценового сегмента для балансировки фаз используются цепи, связанные с катушками индуктивности LC-фильтров. Они отличаются в худшую сторону наличием больших погрешностей. В дорогих видеокартах AMD используются более совершенные способы контроля и балансировки работы фаз.

Контроллеры питания памяти видеокарт

Контроллер памяти находится в чипе GPU и генерирует тепло, которое должно учитываться при подсчете TDP. Однако ни AMD, ни NVIDIA не учитывают его в общем потреблении. В видеокартах Nvidia питание памяти осуществляется через фазы MVDD и storage-контроллер. В видеокартах AMD Radeon VII питание памяти идет по цепям VDDRC HBM и VDDCI, у Vega – по линиям MVDD и VDDCI. Основной ток в цепях питания памяти поступает по линии MVDD (VDDRC). Напряжение VDDCI используется на шине I/O между GPU Core и чипами памяти.

Как узнать текущее электропотребление видеокарт?

Как правило, на официальном сайте производителя указывается рекомендованная мощность блока питания, с которым видеоадаптер будет хорошо работать. С помощью диагностической утилиты AIDA64 можно проверить, какое количество энергии уходит в определенный момент. Необходимая информация находится в разделе «Общее — Датчики». В правой части открывшегося окна будет значение мощности для CPU и графического процессора.

Приходит середина месяца, майнер получает чек за электричество, а там ЖЭК требует уплатить за двух соседей сверху, снизу и еще в довесок за предполагаемую контрафактную Теслу. Получится, что без настроек ферма намотает на добрую половину от своей же прибыльности.

А что вообще можно сделать с энергопотреблением фермы? Как его измерить? Как сэкономить на электроэнергии для фермы? Вот давайте и разберемся — эксель в зубы, считаем потребление Асиков и майнинговых ферм.

Как рассчитать потребление майнинг фермы

В майнинговой ферме задействованы несколько видеокарт сразу, плюс работа материнской платы, ЦПУ и БП, которые вносят свою лепту.

Прежде чем начать нарезать алюминиевые брусья для рига, следует посчитать, сколько теоретически ферма должна потреблять при добыче. Здесь и далее все цифры будут в контексте алгоритма Ethash, ориентированного для добычи ETH.

Данные получены из веток на майнинговых форумах, видеообзоров с тестами видеокарт и разборами случаев по даунвольтингу. Потребление конкретной фермы рекомендуется подсчитывать по двум методам — с розетки вольтметром и перед сборкой в экселе на основе открытых данных.

Почему потребление при майнинге отличается от энергопотребления в играх

Или почему номинальный ТДП и потребление карты из обзоров на Оверклокерах не даст реальной картины.

Рендер игровых моделей идет рывками, кадр за кадром, где-то больше деталей, где-то волосы и листья на деревьях сжирают ФПС. Нагрузка распределена неравномерно — сначала идет плато посильной нагрузки, затем пик.

В условном Ведьмаке 3 потребление видеокартой электроэнергии будет выглядеть следующим образом:

Выходит из номинальных ТДП, например в 180 Ватт, карта за час съест только треть от общего питания. Моментами видеокарта будет потреблять 100 Ватт, моментами она успокоится и будет погрызивать 55 Ватт.

При майнинге нагрузка идет монотонно, всегда на одном уровне. Выходит, карта работает на пиковом или около-пиковом уровне, потребляя в среднем одно и то же количество электроэнергии.

Схематический график потребления видеокарты во время майнинга будет выглядит так:

Удобство потребления видеокартой электричества при майнинге в его стабильности — можно посчитать сколько ферма будет потреблять за месяц. Пусть цена на криптовалюту и меняется, но стоимость одного киловатта стабильнее дедушкиного подвала.

Энергопотребление видеокарт Nvidia при майнинге

Видеокарты от Nvidia имеют свой набор алгоритмов, с которыми они способны работать. Но нас интересует Ethash.

Рассмотрим уровень потребления популярных видеокарт 10-й линейки: 1050, 1060, 1070, 1080 и TI-версий.

Потребление электричества видеокартами AMD

Народные видеокарты с быстрой окупаемостью: RX 470, 480, 570, 580 и 5500, 5600, 5700.

Майнеры отмечают большое количество телодвижений для настройки АМД и требовательное к ТО железо.

Не все видеокарты из линейки 5000-серии подойдут для добычи криптовалюты. Например, видеокарты ряда 5700 XT добывают столько же, сколько младшие собратья, но стоят дороже и потребляют больше. При даунвольтинге 5700 XT какой-либо пользы от деятельности не наблюдалось, в связи с чем эта процедура сочтена бесполезной.

Сколько потребляют АСИКи

АСИКи есть для добычи Биткоина и Эфира, ограничимся исследованием прибыльности добычи Эфириевых асиков. Сами устройства не поддаются ручной модификации БИОСа и не обладают инструментами для настройки питания. По умолчанию АСИК потребляет по уровню своего ТДП.

Однако, компании вроде Hive выпускают кастомные прошивки для асиков, которые должны снизить потребление и повысить частоты. Крайне экспериментальная сфера, открытых данных для сравнения не найдено.

Почему Асики потребляют много?

ASIC это компактная ферма с платами, на которых расположены кристаллы силикона, приспособленные для решения узкого набора задач.

Поскольку они оптимизированы для одной задачи, то решают её на предельном уровне расчетной мощности. Каждый АСИК это такой себе камикадзе — он майнит валюту пока не сгорит или не сломается, на это они и рассчитаны. Поэтому потребление АСИКА строго высокое, как и прибыльность.

Что еще в ферме потребляет электричество

Из всех компонентов фермы выделим процессор, материнскую плату и оперативную память. В 2008 году при полной нагрузке процессоры могли кушать даже больше, чем номинально должны были потреблять.

С появлением новых техпроцессов и нанометров, появилась возможность ставить в фермы процессоры, которые номинально и по факту потребляют до 35 Ватт. Оптимальным народным вариантом считается ферма на Селеронах, но ничего не мешает собрать её на Атлонах с ядром Зен.

Поскольку лишние Киловатты в майнинге обойдутся расходами на электричество, то рекомендуется подбирать процессоры с ТДП до 35 Ватт, без разгона. Роль процессора в ферме посредственная — нагрузки на него нет, значит и приобретать дорогой ЦПУ нет смысла.

Сколько электричества потребляет ферма для майнинга?

Рассчитываем. Берем за основу известные данные.

Один сферический риг в вакууме на 5 карточек RX 580 с подшитым биосом на снижение потребления. Итого пять карт, каждая по 90 Ватт. Материнская плата, совместно с жестким диском и ЦПУ потребляет до 35 Ватт.

Выходит, что за сутки, ферма будет кушать 12 000 Ватт-часов, или 12 Квт-час.

Как уменьшить энергопотребление майнинг фермы?

Когда ригов становится много, потребление растет вместе с количеством майнинговых установок. Выше хешрейт — длиннее счёт за электричество, но есть несколько хитростей.

Опытные майнеры используют два основных метода, для снижения потребления фермы: даунвольтинг и перепрошивка БИОСА видеокарты. Есть и третий метод — использование Таблетки для увеличения хешрейта на видеокартах с памятью GDDR5X, который в купе с даунвольтингом может дать второе дыхание старой ферме на 1060 или 1080 Ti.

Ограничение Power Limit через MSI Afterburner

Опишем два метода по снижению потребления электроэнергии у видеокарты.

Метод снижение потребления видеокарт первый — грубый. Подходит для любых видеокарт, вне зависимости от конфигурации, количества памяти, типа GPU и его компоновки.

Скачиваем MSI Afterburner, открываем панель настроек видеокарты, снижаем Power Limit до 75%. После снижения лимита по питанию тестируем хешрейт карты в любом майнере, если результат удовлетворительный, то оставляем всё как есть.

Понижать питание видеокарты можно до посинения — это ей не навредит. Минимальный уровень, на котором карта сможет продолжать добычу без потерь в прибыльности и будет результатом.

Удовлетворительный результат это потеря не более 10% от хешрейта карты в стоке. Например, если карта добывала 30 MH/s и потеряла 5, то это не есть хорошо. Чтобы не терять хешрейт при ограничении питания практикуют повышение частот GPU и видеопамяти в большую сторону.

На скриншоте — Power Limit понижен до 65% для карты P106-100. Потребление ядра стало 800 миливольт.

Метод снижения потребление видеокартой второй — тонкий. Называется этот метод даунвольтинг и состоит в подборе оптимального напряжения на видеоядро вручную. В ряде случаев потребуется ручная модификация БИОСа видеокарты — система питания не всегда даст карте работать по пониженному вольтажу постоянно.

После тестирования, выгружается родной биос видеокарты и прошиваются все состояния под нужный вольтаж.

Даунвольтинг подразумевает перепрошив БИОС-а видеокарты.

Строго на свой страх и риск. Карту с отредактированным биосом могут не принять в сервисных центрах на ремонт. При поступлении карты на ремонт ее проверяют на износ и поднимают последнюю конфигурацию биоса — если она будет отличаться от стандартной, то видеокарта считается необслуживаемой.

Общий принцип даунвольтинга следующий — снижаете питание на ядро, повышаете частоту памяти или ядра, в зависимости от алгоритма.

Чтобы сделать корректный даунвольтинг видеокарты следует подобрать уровень напряжения на GPU при котором он едва может дышать. При постоянной нагрузке видеоядро может посчитать, что оно в бусте и скинуть частоты и вольтаж на несколько часов — это неприятный сценарий при майнинге.

Чтобы обойти ограничения от производителя, вшитые в биос, требуется подобрать уровень напряжения при котором ядро будет считать, что ему нормально и не станет заниматься троттлингом или сбросом частот.

Редактирование BIOS: для видеокарт от AMD

Прошивать BIOS необходимо только в одном случае — видеокарта не способна удерживать свой Power Limit из Afterburner-а дольше двух часов.

Чтобы выгрузить биос из видеокарты на жесткий диск используют ATIFLASH. Используя кнопку «Save» можно сохранить файл прошивки на жесткий диск. Файлу следует дать разрешение .ROM, чтобы его было легче открыть в дальнейшем.

Редактирование БИОСа видеокарт от АМД производится через SRBPollaris от D0kt0r. Открываете файл формата .ROM, во вкладке Powerplay меняете данные по своему усмотрению. Во вкладке «Voltages» можно изменить условный PowerLimit как в MSI на уровне биоса. После прошития карта будет работать на отступе от заводского напряжения на ядро.

На скриншоте выше на карте доступна регулировка напряжения на GPU и выбран оступ +25 Mv. При прошивке видеокарта будет работать на «Обычный вольтаж +25Mv» уровне.

Через вкладку PowerTune можно отредактировать ограничения по питанию для видеокарты. Например, выставить ей 90 Ватт и пусть делает, что хочет, но должна будет ужаться в это.

Альтернатива — Polaris Bios Editor. Интерфейс другой, суть та же.

Выбираете поле, прописываете желаемое значение возле кнопки APPLY CHG, нажимаете её и сохраняете.

Редактирование BIOS: для видеокарт от Nvidia

Прошивку биоса на Nvidia выполняют через NVFlash. Это консольная утилита, предназначенная для редактирования БИОС-файла. Для Нвидия не найдено ПО для выгрузки биоса прямо из карты.

Перед прошивкой следует скачать биос видеокарты из общей базы. Перед скачиванием, убедитесь, что модель вашей видеокарты совпадает с показателями в биосе.

Разберем как определить, подходит ли BIOS для видеокарты.

На скриншоте выше биос для видеокарты 1080 Ti с памятью GDDR5X фирмы Микрон. Такой не подойдет для карты с Самсунгом или Хайниксом.

А вот показатели биоса для 1060, который поддерживает работу с Samsung, Micron и Hynix. Карточка донор — Asus GTX 1060 6 GB

По умолчанию, биосы обратно совместимы друг с другом, но внимательно смотрите на память — берите Bios для своей: Elpida, Hynix, Samsung. Узнать тип памяти можно разобрав видеокарту и исследовав надпись на чипах или через утилиту GPU-z во вкладке «Дополнительно», где будет выпадающий список выберите раздел BIOS.

Порядок действий после скачивания NVFlash и подбора биоса.

Перезагружаем компьютер. Новый BIOS вступит в силу только после перезагрузки системы.
С помощью GPU-Z убеждаемся, что требуемая прошивка установлена.

Оптимальные показатели даунвольтинга для видеокарт RX 4xx и RX 5xx версии

Учитывайте, что референсные видеокарты имеют свои собственные настройки и в некоторых моделях придется подбирать значения вручную.

Видеокарты линейки RX 4xx хорошо себя чувствуют с показателями 800 — 880 Mv на ядро, RX 5xx будут работать с тем же показателем. Рекомендуется начинать с 800 Mv при даунвольтинге и понижать напряжение до отвала изображения с видеокарты. Это будет означать, что ниже GPU спуститься не способен. Видеокарта не будет повреждена в процессе снижения напряжения.

Можно ли сэкономить на охлаждении

Охлаждение условно входит в общее потребление майнинговой фермы, поскольку считается «Обвесом» или доп.оборудованием. В майнинге охлаждение можно регулировать через HiveOS или MSI Afterburner, но удаленно. Подробнее об этом — в отдельной статье.

Оптимальной считается конфигурация, при которой одно окно в помещении переделывается под вентиляцию. Детальнее об этом в нашем лонгриде про постройку фермы.

Регистрируйтесь на нашем майнинг-пуле Hashalot, если вы готовы майнить уже сейчас.

Читайте также: